NH_3/煤混烧技术在熟料煅烧过程中的适应性研究

应用绿色替代燃料降低水泥熟料煅烧煤耗,是水泥行业降低碳排放的重要技术途径。氨(NH_(3))作为一种新型零碳燃料,被认为是当前重要的氢源之一。基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,对工业级水泥窑预煅烧炉进行了三维数值模拟,研究了掺氨比(0%~20%)对燃料燃尽特性及NO生成特性的影响。结果表明:NH_(3)在分解炉中具有良好的燃尽性能,CO_(2)排放量随NH_(3)掺烧比的增加呈线性下降,当掺氨比为20%时,CO_(2)排放量比纯煤燃烧低14.7%,即每生产1 t水泥熟料,减排CO_(2)0.1671~0.2003 t;与纯煤燃烧相比,煤粉中掺混NH_(3)后NO排放量降低,随着掺混比例进一步提高,NO排放量逐渐降低;掺氨比越高,炉内温度越低,将三次空气中O_(2)富集至体积分数为40%可以解决掺氨比20%时引起的温度下降问题,但NO体积分数会出现激增。

烟草秸秆与石墨碳混烧特性及动力学分析

本文采用TG-DTG-DSC联用技术对烟草秸秆、石墨碳以及两种燃料的混合物进行热重试验,研究其着火特性、燃尽特性以及综合燃烧特性。采用动力学方法分析了燃料的燃烧机理,并通过计算获得了燃烧动力学参数。结果表明:烟草秸秆的着火与燃尽性能较好;石墨碳最差,混合物着火过程由烟草秸秆控制,燃尽性能由石墨碳控制。石墨碳综合燃烧特性较差,在掺混烟草秸秆后其燃烧特性得到明显改善。动力学分析表明,烟草秸秆的燃烧在低温段符合二级动力学模型,高温段符合三级动力学模型,纯石墨碳的燃烧符合三级动力学模型,两者混合物的燃烧在不同阶段表现出了不同的动力学模型,同时烟草秸秆的燃烧可为石墨碳的燃烧提供热量,从而促进石墨碳的燃烧,其活化能最多降低101 kJ/moL。

污泥与煤泥混烧过程中氮氧化物释放特性研究

污泥和煤泥产量大,均具有高水高灰特性,而污泥高挥发分易燃烧,煤泥相对高固定碳能维持更久燃烧,两者共燃处置优势大。在立式固定床反应系统上研究一种典型工业污泥(DL)与灵石煤泥(LSS)单独燃烧及不同混合比例燃烧过程中的氮氧化物释放特性。结果表明,DL中氮赋存形态以吡咯型氮(N-5)、蛋白质型氮(N-P)和吡啶型氮(N-6)为主,LSS则以氮氧化物官能团(N-X)、吡咯型氮(N-5)和质子化吡啶型氮(N-Q)为主。两种燃料单独燃烧时,LSS的NO转化率为DL的6~30倍,两者混烧时存在交互作用;1∶1混合燃烧时NO释放完成时间较两者单独燃烧时提前。掺混比例对NO释放也存在明显影响,DL掺混比例为20%时有利于抑制NO释放。

350MW煤气混烧机组FCB功能的实现难点及对策

本文深入探讨了350MW煤气混烧机组在快速甩负荷(FCB)功能实现过程中所面临的控制难点,并提出了相应的对策。针对汽轮机高压缸排汽温度升高的关键问题,文章详细分析了DEH负荷预判逻辑、OPC保护系统动作以及转速控制等方面的优化措施。通过调整控制策略,成功实现了在FCB过程中保持机组稳定运行,避免了高压缸冲转带来的排汽温度异常升高。本文的研究为同类机组在FCB功能的设计与实施提供了有价值的参考。

基于炉排炉的生活垃圾与污泥混烧技术

为了更深入地研究生活垃圾与污泥的混烧工艺技术,本文基于我公司的逆推往复式生活垃圾机械炉排炉,对生活垃圾与污泥混烧过程进行了研究。结果表明：时间、温度和湍流度是影响混合燃料燃烧的主要因素;工程应用中需根据现场条件和焚烧炉装置的特点等因素选择合理的污泥加入方式,并解决好炉排底部的漏渣问题;混烧污泥在一定程度上降低了燃烧效果和发电量,建议污泥混烧比例为10%~15%,并确保烟气在不低于850℃的条件下停留时间大于等于2 s;含水率超过80%和重金属含量过高的污泥不适于直接焚烧。生活垃圾和污泥混烧是可行的,为市政污泥的处理提供了一个很好的方向。

生物质循环流化床内树皮与煤混烧的试验研究

分别在热重分析仪和在35．5kW生物质循环流化床实验平台上进行了树皮和煤的混合燃烧试验，热重试验表明：在树皮中添加质量分数为5％～15％的煤后，混烧时失重速率（DTG）曲线和纯树皮类似，仍呈现双峰特性，但挥发分燃烧峰变小，固定碳燃烧峰稍有增大，着火温度趋向于接近树皮的着火温度，燃烬温度趋向于接近煤的燃烬温度。在循环流化床的燃烧试验表明：相比于树皮单独燃烧，混烧可使燃料沿炉膛放热更均衡，燃烧更稳定，同时降低了CO排放，但NOx，SO2等污染物浓度有不同程度的增加。由于煤灰具有较好的固氯效果，烟气中HCl浓度和飞灰中Cl含量均显著减少。通过热重试验和循环流化床热态试验，得出煤的最佳添加量应为5％一10％。

城市生活垃圾与煤混烧过程中二噁英的排放与净化研究

该文描述了利用流态化洗涤与布袋过滤相结合的工艺净化垃圾焚烧烟气的研究结果。建立了处理烟气量为150～2000Nm^3/h的试验台,该试验系统由增湿调温器、吸收塔、除沫器、化浆池、沉降池及测量子系统等组成。吸收塔内径1.2m,高6.5m。试验结果如下:当吸收剂为石灰石浆 液,浆液浓度为1％,循环倍率为3,喷射速度为5～15m/s,鼓泡管插入深度140mm时,净化装置的二噁英净化效率为99.35％,尾气中二噁英的排放浓度(O_2:11％时)为0.1573ng/Nm^3。上述排放值接近国外发达国家排放要求。

异重流化床垃圾与煤混烧重金属的排放特性

由于垃圾成分复杂,垃圾内所含的重金属在焚烧过程中将发生迁移和转化,最终分布在焚烧底灰、飞灰、烟气中。重金属通常具有急性或慢性毒性,对人体的健康产生负面效应,有时会以更复杂的方式危害人体,如致癌、致畸、致突变。该文对某垃圾焚烧厂的150t/日的流化床垃圾焚烧炉,在 不同的煤与垃圾混烧比例下与纯煤燃烧时重金属的排放特性进行对比分析,并研究了脱硫剂(CaCO_3、CaO)对重金属的吸附效果及除尘前后烟气中重金属Hg、Pb、Cd的含量分析,结果表明,掺煤混烧时飞灰中重金属的含量高于纯煤燃烧方式,且添加剂对重金属有不同的吸附效果,经水膜除尘后烟气中的重金属含量明显减少。

油页岩及其半焦混烧特性的热重试验研究和动力学分析

利用热重分析仪对桦甸油页岩燃烧时的双峰现象以及与其500℃半焦按不同比例混烧时单样相互影响程度、颗粒特性、着火温度和燃烧特性指数进行了考察;利用DAEM模型解析了混烧动力学参数。结果表明:油页岩燃烧DTG曲线在500℃附近的双峰活性参数值相差不大,分别为0.79和0.73,反映油页岩燃烧DTG曲线双峰归因于脂类有机质与干酪根中芳香烃的燃烧;混样中各单样在不同温度段相互影响程度不同,表观影响程度系数f的值均小于1。在燃烧过程中颗粒的缩核形状和表面分形维数并不是固定不变的,在低温段接近长圆柱体,在高温段接近平板,当浓度级次β=0.6时,低温段分形维数接近3,在高温段接近1;着火温度随半焦掺混量的增加呈线性递增;混样燃烧特性指数介于单烧之间并且存在掺混效果明显区;试样表观活化能在燃烧前期变化比较缓慢并呈下降趋势,大约在60～90kJ.mol-1之间,在后期剧烈增加,当转化率在0.60～0.75之间时表观活化能从80kJ.mol-1剧增到200kJ.mol-1。

污泥基本特性及其与煤混烧的热重研究

主要通过对污泥单独燃烧及污泥与煤混烧的热重曲线的分析 ,研究了污泥的基本燃烧特性及其与煤的混烧特性。研究发现 ,污泥的燃烧特性与煤的燃烧有较大的区别 ,而污泥与煤的混烧特性从总体上表现为污泥与煤共同作用的结果 ,其燃烧特性在某些方面优于污泥或煤的单独燃烧。

生物质与煤混烧燃烧特性研究

利用TG-DTG热分析技术对煤、生物质及二者混合物的燃烧过程进行分析,研究了煤种、生物质、生物质添加比例、升温速率及氧气流量等因素对燃烧特性的影响.结果表明,生物质的着火特性、燃尽特性和燃烧性能明显优于原煤;添加生物质可以改善原煤的燃烧特性,随着生物质添加量的增加,燃烧性能改善越显著;升温速率增加,着火特性指数和综合燃烧特性指数升高,燃尽性能降低;增加氧气流量,可以显著改善燃料的燃烧性能.

城市下水污泥和煤／LPG在循环流化床上的混烧试验研究

在高6000 mm、直径300mm的循环流化床上进行了含水率为79％的湿污泥与煤／石油液化气(LPG)的混烧试验。试验结果表明:无论用煤还是LPG作为辅助燃料,试验都能在设定的工况条件下稳定运行;向炉内加入石灰石的量达到钙硫摩尔比为3．4∶1时,二氧化硫和氯化氢的排放达标,脱硫效率和脱氯效率分别为75％和94％;在试验中, 烟气中NOx排放、烟气中汞含量和二恶英类排放都不超标;试验产生的飞灰含碳量低,飞灰中痕量元素的浸出毒性不超标;计算表明,如果利用余热干燥污泥和预热空气可有效地减少辅助燃料的消耗量。

煤和垃圾衍生燃料循环流化床混烧的试验研究

分别在热重分析仪和0.5MW循环流化床燃烧系统上进行了煤和垃圾衍生燃料混烧实验。热重试验表明:混烧过程中,两者基本上保持各自的燃烧特性,同时垃圾衍生燃料的加入能显著提高煤粉的燃烧性能。循环流化床试验表明:相对于煤粉单独燃烧,混烧能使整个炉膛的温度分布更均匀;垃圾衍生燃料的加入降低了CO、NO、N2O、SO2的排放,但却大大增加了烟气中HCl的浓度;垃圾衍生燃料中的钙基物质能对SO2起到脱除作用,同时HCl的存在会促进钙基物质与SO2的反应;在混烧情况下,随着床层温度的升高,N、S、Cl等元素对气相污染物的转化率增加,同时,钙基物质对酸性气体SO2、HCl的脱除反应受到抑制,因此烟气中的NO、SO2、HCl等污染物浓度增加。

城市污泥与煤混烧过程中NO_x和N_2O的排放特性

在热输入为02MW的循环流化床试验台上进行了城市污泥与煤的混烧试验,着重研究了污泥/煤掺混质量比、空气过剩系数、二次风率等因素对NOx及N2O排放的影响.研究表明,随着污泥掺烧比例的增大,流化床密相区和稀相区的温度明显下降,烟气中NO和NO2的质量浓度均呈下降趋势,而N2O的质量浓度则明显上升;随着空气过剩系数的增加,NOx和N2O的排放质量浓度均呈增加趋势;在空气过剩系数保持不变的条件下,随着二次风率的增加,密相区的还原性气氛增强,NOx和N2O的排放质量浓度呈下降趋势.

生物质与煤的混烧特性及其对可吸入颗粒物排放的影响

在沉降炉上进行生物质与煤的混烧试验,分析研究生物质与煤混烧对可吸入颗粒物(PM_10)的粒径分布、排放特性及其形貌的影响。试验结果表明:4种燃料混烧的PM_10排放仍为相似的双峰分布;混烧时燃烧过程明显分为脱挥发分和焦炭燃烧2个阶段;LPSA煤与锯末混烧时排放的PM_10浓度最低,并且当氧气含量增加时,PM_1.0(粒径最大不超过1.0μm的颗粒物)变化幅度较小,而PM_1.0+(粒径位于1.0～10μm之间的颗粒物)则有较大程度的增长;对于同一种煤与生物质混烧时,PM_10的形貌有相似之处。在0.1μm处LPSA煤与生物质混烧形成的细微颗粒物大多呈柱状,而PDSB煤与生物质则大多呈碎片块状;并且在4.3μm处除了各自原有的柱状或碎片状结构外,还出现了部分光滑圆球体颗粒结构。

垃圾与煤混烧PAHs排放特性研究

研究了杭州某 15 0T/d商业运行流化床垃圾焚烧炉中多环芳烃的排放特性。研究结果表明 ,未添加脱除剂时垃圾与煤混烧产生的多环芳烃总量高于全煤燃烧 ,分别是 3 310 8mg/Nm3 和 0 32 35mg/Nm3 ,排放因子分别为4 4 5 5 4 μg/kg和 13 6 32 9μg/kg。产生的PAHs富集状态固相多于气相。同时还初步研究了脱除剂对垃圾焚烧产生多环芳烃的影响 ,Ca/S摩尔比 1时多于正常运行工况下多环芳烃的排放量 ,而Ca/S摩尔比 2时则少于正常运行工况。

污泥和煤混烧过程中含氧官能团的变化规律

采用X射线光电子能谱研究一种干燥后的市政污泥和一种烟煤在不同质量分数下组成混合物燃烧过程中含氧官能团的演化规律。分别取污泥质量分数为0、10%、20%、30%和100%配制成5组样品,在管式炉反应器中分别得到各样品在0、30%、50%、70%和100%燃尽率下的焦样。运用X射线光电子能谱对焦样中含氧官能团的分析发现:随着燃烧的进行,烟煤中无机氧的含量上升,羟基的含量减少,羰基含量呈波动状,羧基的含量先增加后减少。市政污泥中的含氧官能团形态与煤相同,其演化规律与煤相近。煤和污泥中的含氧官能团在混烧过程中均保持了各自的独立性,未发生明显的相互作用。

流化床中典型垃圾组分与煤混烧时HCl排放和脱除研究

城市生活垃圾焚烧被广泛应用的同时,其中产生的有害气体(HCl、SO2、NOx、CO)也不容忽视。为了研究垃圾在燃烧时:HCl的排放及脱除特性,该文选取了几种典型的垃圾组分,在流化床上进行了实验,以分析其燃烧时Cl→HCl随温度的变化关系,以及HCl浓度对NO、SO2,的影响,并且考察了加入钙基吸收剂后对HCl的脱除效果。结果表明:Cl→HCl的转化随温度升高而加速;随HCl浓度的升高,NO浓度呈下降趋势;SO2浓度变化呈抛物线形式;脱氯剂种类与脱氯剂添加量对脱氯效果有一定影响。

准东煤与稻壳混烧中颗粒物的生成特性

煤与生物质混烧是一种减少发电过程中污染物及温室气体排放的有效手段,随着雾霾问题的日益突出,在此过程中特别需要关注其颗粒物的排放问题。在沉降炉中开展了一种典型准东煤与稻壳混烧过程中颗粒物的生成特性研究。实验温度为1300℃,稻壳与准东煤的混配比例分别为7.5%、12.5%和20%。燃烧生成的颗粒物被低压撞击器(LPI)收集,其成分使用SEM-EDS进行测定。实验结果表明,准东煤燃烧时亚微米颗粒物(PM_1)的主要成分是Na、Mg、Ca、Fe、S,PM_(1-10)主要成分是Ca,而稻壳的PM_1主要成分是K、Cl、P,PM_(1-10)的主要成分是Si。在稻壳比例为12.5%和20%时,混烧减少了单位灰质量的PM_1生成量,原因在于2种燃料中的矿物质与燃烧过程中释放的易气化元素(Na,Mg,K)有交互作用。混烧时单位灰质量的超微米颗粒物(PM_(1-10))的生成量与2种燃料单独燃烧生成的PM_(1-10)的线性加和相当,且随着稻壳比例的增加而减少。

造纸废弃物与煤循环流化床混烧特性研究

将生产瓦楞纸板的造纸工艺废弃物包括造纸污泥和制程废渣与煤相混在循环流化床中焚烧,具有燃烧稳定、燃尽率高和污染物排放低等优点,是一种理想的处理方式.在一座密相区截面积为023m×023m、高度为7m的循环流化床燃烧试验装置上首次进行了高水分、低热值造纸污泥/废渣与煤混烧的系统性试验研究.结果表明随二次风率增加,密相区温度略有下降,稀相区温度有所降低,燃烧效率提高;随空气过剩系数增大,密相区温度升高,稀相区温度起先上升然后下降,存在一个最佳值,其所对应的燃烧效率最高;随废弃物掺混质量比增大,炉膛温度普遍下降,燃烧效率相应降低.研究结果为一台蒸发量为45t/h的造纸废弃物与煤混烧焚烧锅炉的优化设计和成功投运提供了可靠依据.